Fürstentochter als Verhandlungsmasse
Katharina wurde 1421 als eines von sechs Kindern des ersten Sächsischen Kurfürstenpaares aus dem Geschlecht der Wettiner geboren. Als der Vater Friedrich I. von Sachsen starb, brachten sie die älteren Brüder ins Klarissen-Kloster Seußlitz bei Meißen. Dort lebte sie vermutlich als Laienschwester mit eigenem kleinem Gefolge und war so bis zu einer möglichen Eheschließung versorgt.
Als die Brüder einen Ehevertrag zwischen ihr und Friedrich II. von Brandenburg schlossen war sie 17 Jahre alt. Wegen politischer Spannungen zwischen den Wettinern und den Hohenzollern kam die Ehe jedoch erst zwei Jahre später zustande. Es gab Rivalitäten um Schutzherrschaft und den Gebietsausbau in der Lausitz, und die Vermählung war als Zeichen des Friedens zwischen beiden Häusern geplant.
In den Jahren nach der Hochzeit in Wittenberg bekam Katharina zwei Töchter. Ein Sohn scheint jung verstorben zu sein. Anders als ihre Mutter, Katharina von Braunschweig-Lüneburg, trat sie nicht als politisch Handelnde in Erscheinung. Fassbar wird sie an der Seite ihres Mannes, der den Schwanenritterorden gründete, in den auch Frauen aufgenommen wurden. Ihr Lebensmittelpunkt wurde das von Friedrich II neu erbaute Cöllner (Berliner) Schloss. Als er seinem Bruder Albrecht Achilles 1470 die Kurfürstenwürde überließ und ein Jahr darauf starb, schloss Katharina mit ihrem Schwager einen Vertrag. Darin verzichtete sie auf ihr Wittum und dessen eigenständige Verwaltung, gegen die lebenslange Versorgung, Verköstigung und das Wohnrecht im Cöllner Stadtschloss für sich und ihre Töchter.
Sie starb am 23. August 1476 und wurde still im Kloster Lehnin beigesetzt.